本文从我国大型露天煤矿应用自移式破碎机半连续工艺的需要出发，综合运用露天采矿学原理、采矿系统工程、技术经济学和计算机技术等方法，通过调查研究、理论分析和现场工程实践，以平朔矿区为例对大型露天煤矿自移式破碎机半连续工艺系统应用范围、系统设备匹配与开采参数优化和环境效益评价等内容展开深入研究。论文在总结前人研究成果的基础上，首先对平朔矿区应用自移式破碎机半连续工艺开采的条件进行分析。研究认为各露天矿的剥离和采煤作业均具备应用该工艺的技术条件，外排条件下4#煤层顶板以上各剥离水平应用该工艺都是经济合理的，考虑采区间留沟后内排条件下也是经济可行的；9#煤层开采以自移式破碎机+巷道暗带式输送机提升开采方式最优。论文根据露天矿开采工艺系统优化过程中设备选型与开采参数相互影响、相互制约的特点，建立了自移式破碎机半连续工艺系统设备选型与开采参数综合优化模型，重点对以挖掘机采宽为核心的工作面作业参数和系统服务组合台阶参数与设备布置进行了优化。建议55m3级单斗挖掘机采宽31.8m，半连续工艺系统服务范围内每个台阶布置1条工作面带式输送机，输送机2采1移，2条带式输送机交替移设，干线带式输送机在排土工作面带式输送机移设时延伸。论文建立了自移式破碎机半连续工艺应用的环境效益评价模型，认为露天矿采用卡车运输的能耗是带式输送机的4~12倍，单位运输量的CO2排放量是带式输送机的3~10倍，在氮氧化物和二氧化硫等大气污染物排放方面自移式破碎机半连续工艺也具有明显优势。论文通过自移式破碎机半连续工艺系统优化和综合评价，建议平朔矿区布置6套剥离半连续工艺系统，预测总剥离能力81.0Mm3/a，十年内平均效益约1亿元/a。论文研究成果对于丰富我国半连续工艺理论和建设大型高效低碳露天煤矿具有十分重要的意义。